阿尔伯塔大学工程研究人员开发出一种方法，可显著提高水基充电电池性能，使其有望成为传统锂离子电池更安全、实惠的替代品。

水基电池(水性电池)自19世纪就已存在，1859年发明的铅酸电池便是著名例子，至今仍广泛用于启动内燃机汽车。然而，水性电池长期存在严重局限，如能量密度低、电压有限、存储容量不足，这使其无法为电动汽车提供动力，也难以可靠存储太阳能或风能等可再生能源。

相比之下，锂离子电池具有能量密度高、充电速度快、寿命长、重量轻等优势，但也伴随着火灾或爆炸等显著风险和高昂成本。

如今，阿尔伯塔大学化学与材料工程系的材料科学家王晓蕾和博士生徐志晓称取得突破，缩小了水性电池与锂离子电池的性能差距。他们的研究详细介绍了重新设计的电极结构，可提高水性电池的能量密度、充电速度和寿命等关键性能指标。

王晓蕾解释，水性电池更便宜，因只用水，所以易处理、无毒且不易燃，但性能一直是其挑战。有机材料电池如水系电池通常导电性较差，添加额外碳虽能弥补，但会减少实际储能材料空间，进一步限制能量容量。

王晓蕾团队通过重新设计电池电极(储存能量的部件)解决了这一问题。与依赖有机溶剂的锂离子电池不同，水性电池使用水基电解质在阴极和阳极之间传输电流。该团队开发的加压有机电极取得显著进展，增强了化学反应性、电导性、热稳定性、机械强度和粘合性能。王晓蕾表示，这使得电池充电速度更快、使用寿命更长、存储能量更多，性能几乎超越所有其他有机电池。

目前，该团队已使用硬币大小的电池和约小三明治袋大小的大型原型演示了这项技术。尽管实验室结果令人鼓舞，但王晓蕾承认，扩大到更大电池尺寸仍是关键挑战。

下一阶段，团队将寻找行业合作伙伴，助力扩展该技术以用于实际应用。王晓蕾称目标是制造用于大规模(工业)储能的电池，若能以更低成本和更低安全隐患达到电动汽车同等性能，也是不错的选择。

目前，该大学团队正寻求商业合作伙伴，将加压有机电极设计推向市场，这标志着在寻找更安全、可扩展储能解决方案方面迈出潜在一步。